ワイヤボンディング装置
【課題】スライドウィンドウを用いなくてもボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプを提供する。
【解決手段】ワーククランプは、ボンディング作業を行う空間である内部中空部１４ｂと、内部中空部の下に設けられ、内部中空部に複数のワークのボンディングエリアを入れ、下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部１４ａと、前記内部中空部の上に設けられ、前記ボンディングエリアを露出させる上部開口部１４ｃと、前記内部中空部の側方全体を覆う内壁１４ｅと、前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記内部中空部に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口とを具備する。
【解決手段】ワーククランプは、ボンディング作業を行う空間である内部中空部１４ｂと、内部中空部の下に設けられ、内部中空部に複数のワークのボンディングエリアを入れ、下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部１４ａと、前記内部中空部の上に設けられ、前記ボンディングエリアを露出させる上部開口部１４ｃと、前記内部中空部の側方全体を覆う内壁１４ｅと、前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記内部中空部に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーククランプ及びそれを用いたワイヤボンディング装置に係わり、特に、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプ及びワイヤボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来のワイヤボンディング装置を説明するための断面図である。このワイヤボンディング装置は、ワーク９にワイヤボンディングを行うものであり、ボンディングチップ７が載置されたリードフレーム８がボンディング対象のワーク９である。このワーク９が複数連なったものがレール（図示せず）によって搬送されワイヤボンディングを行うようになっている。
【０００３】
ワイヤボンディング装置は、ワーク９を加熱するヒータープレート６を有し、このヒータープレート６上で複数のワーク９をクランプするワーククランプ４を有している。ワーククランプ４には複数のボンディングエリア開口部４ａが設けられている。これらのボンディングエリア開口部４ａは、ワーククランプ４によって複数のワーク９をクランプした際に、複数のワークのボンディングエリア（即ちボンディングチップ及びその周辺のリード部分）それぞれを露出させる開口部である。
【０００４】
ワーククランプ４には、複数のボンディングエリア開口部４ａの上に位置する空間４ｂが設けられており、この空間４ｂ上に位置するスライドウィンドウ５がワーククランプ４の上に配置されている。空間４ｂは、ワイヤボンディング作業を行うための空間である。
【０００５】
スライドウィンドウ５にはボンディング作業用開口部５ａ及びティーチング用開口部５ｂが設けられている。ボンディング作業用開口部５ａの上方にはボンディングヘッドのボンディングツール（キャピラリ）１０が配置されており、このボンディングツール１０はワーク９のボンディングエリアにワイヤボンディングを行うものである。また、ティーチング用開口部５ｂの上方には撮像手段１１が設けられており、この撮像手段１１はティーチング用開口部５ｂを通してボンディング対象であるワーク９の位置を認識するものである。なお、ボンディング作業用開口部５ａ及びティーチング用開口部５ｂそれぞれは、一つのワーク９又は１行（「行」とは、レールによってワークが搬送される方向に対して垂直方向とする。）のワーク９に対してボンディング作業又はティーチングが行える大きさの開口部である。
【０００６】
また、ヒータープレート６の熱によって発生する陽炎が撮像手段１１によってワーク９の位置を認識する妨げとなるため、ワイヤボンディング装置は陽炎除去のためのエアブロー機構（図示せず）を有している。
【０００７】
ボンディングヘッドのボンディングツール１０と撮像手段１１とスライドウィンドウ５は、制御部（図示せず）によって一体的に移動可能に制御されている。この制御部は、ワーク９にワイヤボンディングを行う際にボンディングヘッドの位置を制御するものである。
【０００８】
また、ワイヤボンディング装置は、リードフレーム８がベアカッパーリードフレームである場合もしくはボンディングワイヤが銅である場合に、ワイヤボンディング時における銅の酸化を防ぐ機構を有している。この機構は、ワーククランプ４の空間４ｂ及び前記レールの周囲に、不活性ガス又は還元ガス（例えば窒素ガス、窒素を含む混合ガス、アルゴンガス等）のような酸化防止ガスを充満させ、外気の混入を防ぐことにより、ベアカッパーリードフレーム又は銅のボンディングワイヤの酸化を防ぐ機構である。
【０００９】
酸化を防ぐ機構を詳細に説明する。
ヒータープレート６にはガス経路６ａ，６ｂが設けられており、ガス経路６ａの一端はリードフレーム８の開口を介してワーククランプ４の空間４ｂに繋げられており、ガス経路６ｂの一端は前記レールの周囲に繋げられている。ガス経路６ａ，６ｂの他端は、酸化防止ガスを供給するガス供給源Ｅに繋げられている。これにより、ガス供給源Ｅから供給される酸化防止ガスは、矢印のように、ガス経路６ａ、リードフレーム８の開口、空間４ｂを通ってボンディング作業用開口部５ａ及びティーチング用開口部５ｂそれぞれから外部へ流されるとともに、矢印のように、ガス経路６ｂ及びワーククランプ４とヒータープレート６との間を通って前記レールの周囲に流される。
【００１０】
上記従来のワイヤボンディング装置では、ワーク９の下から上に酸化防止ガスを流すことによりワークの酸化を防止している（例えば特許文献１参照）。
【００１１】
ところで、上記従来のワイヤボンディング装置では、ワイヤボンディングを行う際に、矢印で示すようにボンディング作業用開口部５ａから酸化防止ガスが勢いよく吹き出されるため、キャピラリ１０の先端に形成されるフリーエアボールの偏芯又はボール径のばらつきが発生することがある。
【００１２】
また、上記従来のワイヤボンディング装置は、スライドウィンドウ５のボンディング作業用開口部５ａを通してワーク９にワイヤボンディング作業を行った後、スライドウィンドウ５を移動させることで、隣のワーク９の上方にボンディング作業用開口部５ａを位置させ、同様のワイヤボンディング作業を繰り返すものである。このため、スライドウィンドウ５を移動させる際の振動や可動部分の擦れによって塵が発生することがあり、その塵がボンディングエリアに落ちてくることでボンディングに悪影響を及ぼすことがある。
【００１３】
また、上記従来のワイヤボンディング装置では、陽炎を除去するためのエアブロー機構を用いているため、エアブローによってワーククランプ４の空間４ｂに空気をまきこむことがある。その結果、空間４ｂ内の酸化防止ガスの濃度が低下してしまい、酸化防止効果が低下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−１１２２４６号公報（２６９頁左下欄及び第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の一態様は、スライドウィンドウを用いなくてもボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプ及びワイヤボンディング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様は、ワイヤボンディング装置に用いられるワーククランプにおいて、
酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である内部中空部と、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部であって前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、
前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記内部中空部に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための第１のガス排出口と、
を具備することを特徴とするワーククランプである。
【００１７】
上記ワーククランプによれば、ワイヤボンディングを行う際に、第１の酸化防止ガスを内部中空部の下方から上方に向けて導入し、内壁の上部に設けられた第１のガス導入口から第２の酸化防止ガスを内部中空部に導入し、第１のガス導入口と対向する位置に設けられた第２のガス導入口から第３の酸化防止ガスを内部中空部に導入することで、内部中空部を酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。
【００１８】
また、上記ワーククランプによれば、ワイヤボンディングを行う際に、第１の酸化防止ガスを内部中空部の下方から上方に向けて導入し、内壁の上部に設けられた第１のガス導入口から第２の酸化防止ガスを内部中空部に導入し、第１のガス導入口と対向する位置に設けられた第１のガス排出口に前記第２の酸化防止ガスを内部中空部から排出することで、内部中空部を酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１のガス導入口に一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に繋げられ、前記第１のガス経路に前記第２の酸化防止ガスを導入する第３のガス導入口と、
前記第２のガス導入口に一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に繋げられ、前記第２のガス経路に前記第３の酸化防止ガスを導入する第４のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出する第２のガス排出口と、
を具備し、
前記第３のガス導入口と前記第４のガス導入口との間に前記内部中空部が位置することも可能である。
【００２０】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１のガス導入口は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入するものであり、
前記第２のガス導入口は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に前記第３の酸化防止ガスを導入するものであり、又は、前記第１のガス排出口は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを吸い込むものであり、
前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様は、ワイヤボンディング装置に用いられるワーククランプにおいて、
酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である内部中空部と、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部であって前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、
前記内壁の上端に繋げられ、前記ワーククランプの上面に対して掘り下げられた第１の窪みと、
前記ワーククランプの上面に設けられ、前記第１の窪みを覆う第１のガスカバーと、
前記第１の窪みに一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に設けられ、前記第１のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上端に繋げられ、前記第１の窪みと対向する位置に設けられ、前記ワーククランプの上面に対して掘り下げられた第２の窪みと、
前記ワーククランプの上面に設けられ、前記第２の窪みを覆う第２のガスカバーと、
前記第２の窪みに一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に設けられ、前記第２のガス経路に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出するためのガス排出口と、
を具備し、
前記第１の窪みと前記第１のガスカバーとによって形成された第１の空間は、前記第１のガス経路に導入された前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入するための空間であり、
前記第２の窪みと前記第２のガスカバーとによって形成された第２の空間は、前記第２のガス経路に導入された前記第３の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入するため、又は前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための空間であることを特徴とするワーククランプである。
【００２２】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１の空間は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入するものであり、
前記第２の空間は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に前記第３の酸化防止ガスを導入するもの、又は前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを吸い込むものであり、前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることが好ましい。
【００２３】
本発明の一態様は、ワイヤボンディング装置に用いられるワーククランプにおいて、
酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である内部中空部と、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部であって前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、
前記内壁の上端に繋げられ、前記内部中空部の周囲全体に設けられ、前記ワーククランプの上面に対して掘り下げられた窪みと、
前記ワーククランプの上面に設けられ、前記窪みを覆うガスカバーと、
前記窪みに一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に設けられ、前記第１のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記窪みに一端が繋げられ、前記第１のガス経路の一端と対向する位置に一端が設けられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に設けられ、前記第２のガス経路に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出するためのガス排出口と、
を具備し、
前記窪みと前記ガスカバーとによって形成された空間は、前記第１のガス経路に導入された前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入し、且つ、前記第２のガス経路に導入された前記第３の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入するため、又は前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための空間であることを特徴とするワーククランプである。
【００２４】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１のガス経路の一端は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入するものであり、
前記第２のガス経路の一端は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に前記第３の酸化防止ガスを導入するもの、又は前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを吸い込むものであり、
前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、前記第１のガス導入口と前記第２のガス導入口又は前記ガス排出口との間に前記内部中空部が位置することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークは、２列以上に配置されたワークであることも可能である。
【００２７】
本発明の一態様は、複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してワイヤボンディングを行う装置であって、
前記複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記複数のワークに対してボンディングを行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、前述したいずれかの態様のものであることを特徴とするワイヤボンディング装置である。
【００２８】
また、本発明の一態様に係るワイヤボンディング装置において、前記加熱機構はヒータープレートを有しており、前記ヒータープレートには、前記下部開口部を通して前記内部中空部に前記第１の酸化防止ガスを供給するためのガス供給経路が設けられていることが好ましい。
【００２９】
本発明の一態様は、複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１乃至第３の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に第３の酸化防止ガスを導入する機構であり、前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることを特徴とするワイヤボンディング装置である。
【００３０】
本発明の一態様は、複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１及び第２の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記内部中空部から前記第２の酸化防止ガスを排出するガス排出機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて前記第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入する機構であり、
前記ガス排出機構は、
前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを排出する機構であることを特徴とするワイヤボンディング装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様を適用することで、スライドウィンドウを用いなくてもボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプ及びワイヤボンディング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図である。
【図２】図１に示す２０−２０線に沿って切断した断面図である。
【図３】図１に示す３０−３０線に沿って切断した断面図である。
【図４】実施形態２によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図である。
【図５】図４に示す４０−４０線に沿って切断した断面図である。
【図６】従来のワイヤボンディング装置を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図である。図２は、図１に示す２０−２０線に沿って切断した断面図である。図３は、図１に示す３０−３０線に沿って切断した断面図である。
【００３５】
本実施形態のワイヤボンディング装置は、ワーク１９にワイヤボンディングを行うものであり、ボンディングチップ１７が載置されたリードフレーム１８がボンディング対象のワーク１９である。このワーク１９が複数連なったものがレール（図示せず）によって搬送されワイヤボンディングを行うようになっている。なお、図１に示すように、リードフレーム１８には２列のボンディングチップ１７が載置されている。また、本実施形態のワイヤボンディング装置は、従来のワイヤボンディング装置のようなスライドウィンドウを有していない。
【００３６】
ワイヤボンディング装置は、図２及び図３に示すように、ワーク１９を加熱するヒータープレート３を有し、このヒータープレート３上で複数のワーク１９をクランプするワーククランプ１４を有している。ヒータープレート３は、ワイヤボンディング時にワーク１９を３０〜５００℃程度に加熱するためのものである。
【００３７】
また、ワイヤボンディング装置は、リードフレーム１８がベアカッパーリードフレームである場合もしくはボンディングワイヤが銅である場合に、ワイヤボンディング時における銅の酸化を防ぐ機構を有している。この機構の詳細は後述する。
【００３８】
ワーククランプ１４は図２及び図３に示すように内部中空部１４ｂを有しており、この内部中空部１４ｂは、不活性ガス又は還元ガス（例えば窒素ガス、窒素を含む混合ガス、アルゴンガス等）のような酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワーク１９のボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である。この内部中空部１４ｂの下には、内部中空部１４ｂに複数のワーク１９のボンディングエリアを入れるための複数の下部開口部１４ａが設けられている。これらの下部開口部１４ａは、図１に示すように、ワーククランプ１４によって複数のワーク１９をクランプした際に、複数のワーク１９のボンディングエリア（即ちボンディングチップ１７及びその周辺のリード部分）それぞれを露出させる開口部である。言い換えると、下部開口部１４ａは、リードフレーム１８を押さえる押さえ部の先端によって形成されており、この押さえ部の先端はリードフレーム１８のボンディングエリアを囲みながら押さえるものである。
【００３９】
内部中空部１４ｂの上には上部開口部１４ｃが設けられており、この上部開口部１４ｃによってクランプされた複数のワーク１９のボンディングエリアを内部中空部１４ｂを通して露出させることができる。なお、上部開口部１４ｃの平面形状は、図１に示すように四角形である。
【００４０】
ワーククランプ１４は、上部開口部１４ｃと下部開口部１４ａとの間に位置する内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁１４ｅを有している。この内壁１４ｅは傾斜面を有している。
【００４１】
上部開口部１４ｃの上方にはボンディングヘッドのボンディングツール（キャピラリ）１０が配置されており、このボンディングツール１０はワーク１９のボンディングエリアにワイヤボンディングを行うものである。また、上部開口部１４ｃの上方には撮像手段１１が設けられており、この撮像手段１１は上部開口部１４ｃを通してボンディング対象であるワーク１９の位置を認識するものである。なお、上部開口部１４ｃは、複数のワーク１９に対してボンディング作業又はティーチングが行える開口部である。
【００４２】
ボンディングヘッドのボンディングツール１０と撮像手段１１は、制御部（図示せず）によって移動可能に制御されている。この制御部は、ワーク１９にワイヤボンディングを行う際にボンディングヘッドの位置を制御するものである。
【００４３】
下部開口部１４ａには、図２及び図３に示すようにワーククランプ１４によって複数のワーク１９をクランプした際においても、矢印２１のように第１の酸化防止ガスを内部中空部に下方から上方に向けて導入するための開口が形成される。この開口は、ヒータープレート３に設けられた第１のガス経路１６ａの一端に空間的に繋げられており、第１のガス経路１６ａの他端は酸化防止ガスを供給するガス供給源Ａに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ａから供給される第１の酸化防止ガスは、矢印２２，２１のように、第１のガス経路１６ａ、リードフレーム８の開口、下部開口部１４ａ、内部中空部１４ｂを通って上部開口部１４ｃからワーククランプ１４の外部へ流される。つまり、内部中空部１４ｂでは、ワイヤボンディング時に第１の酸化防止ガスが矢印２１のように下方から上方に向けて流される。
【００４４】
また、ヒータープレート３には、図２に示すように第２のガス経路１６ｂが設けられている。第２のガス経路１６ｂの一端は前記レールの周囲の空間に繋げられており、第２のガス経路１６ｂの他端は酸化防止ガスを供給するガス供給源Ａに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ａから供給される第１の酸化防止ガスは、矢印２３のように、第２のガス経路１６ｂ及びワーククランプ１４とヒータープレート３との間を通って前記レールの周囲に流される。
【００４５】
また、図２及び図３に示すように、ワーククランプ１４には、その上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み（凹部又は溝部）１４ｄが設けられている。この窪み１４ｄは、内壁１４ｅの上端に繋げられ且つ内部中空部１４ｂの周囲全体に設けられている。つまり、窪み１４ｄは、図１に示すように上部開口部１４ｃを囲むように形成されている。
【００４６】
ワーククランプの上面には窪み１４ｄを覆うための第１及び第２のガスカバー２ａ，２ｂが配置されている。詳細には、図１に示すように、第１のガスカバー２ａは、リードフレーム１８の一方の列のボンディングチップ１７の外側に位置されており、第２のガスカバー２ｂは、リードフレーム１８の他方の列のボンディングチップ１７の外側に位置されている。
【００４７】
ワーククランプ１４には、図３に示すように、窪み１４ｄと第１のガスカバー２ａとによって空間１４ｉが形成されているとともに、窪み１４ｄと第２のガスカバー２ｂとによって空間１４ｊが形成されている。
【００４８】
ワーククランプ１４には、図３に示すように、窪み１４ｄに一端が繋げられた第３のガス経路１６ｃが設けられており、空間１４ｉは、第３のガス経路１６ｃに導入された第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。第３のガス経路１６ｃの他端には第１のガス導入口１４ｇが設けられており、第１のガス導入口１４ｇは第３のガス経路１６ｃに第２の酸化防止ガスを導入するため導入口である。第１のガス導入口１４ｇは第２の酸化防止ガスを供給するガス供給源Ｂに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ｂから供給される第２の酸化防止ガスは、矢印２４のように、第３のガス経路１６ｃ、窪み１４ｄと第１のガスカバー２ａとによって形成された空間１４ｉを通って内部中空部１４ｂに導入される。詳細には、第２の酸化防止ガスが第３のガス経路１６ｃから空間１４ｉに導入される際、第２の酸化防止ガスが第１のガスカバー２ａにあたって横向きに面状又はカーテン状に流され、内部中空部１４ｂに導入される。
【００４９】
また、ワーククランプ１４には、図３に示すように、窪み１４ｄに一端が繋げられた第４のガス経路１６ｄが設けられており、第４のガス経路１６ｄの一端は第３のガス経路１６ｃの一端と対向する位置に設けられている。空間１４ｊは、第４のガス経路１６ｄに導入された第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。第４のガス経路１６ｄの他端には第２のガス導入口１４ｈが設けられており、第２のガス導入口１４ｈは第４のガス経路１６ｄに第３の酸化防止ガスを導入するための導入口である。第２のガス導入口１４ｈは第３の酸化防止ガスを供給するガス供給源Ｂに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ｂから供給される第３の酸化防止ガスは、矢印２５のように、第４のガス経路１６ｄ、窪み１４ｄと第２のガスカバー２ｂとによって形成された空間１４ｊを通って内部中空部１４ｂに導入される。詳細には、第３の酸化防止ガスが第４のガス経路１６ｄから空間１４ｊに導入される際、第３の酸化防止ガスが第２のガスカバー２ｂにあたって横向きに面状又はカーテン状に流され、内部中空部１４ｂに導入される。
【００５０】
また、図３に示すように、第１のガス導入口１４ｇと第２のガス導入口１４ｈとの間には内部中空部１４ｂが位置されている。
【００５１】
また、ワイヤボンディング時において、第３のガス経路１６ｃから空間１４ｉに導入された第２の酸化防止ガスは、図１に示す矢印２４のように内部中空部１４ｂに導入される。この際の第２の酸化防止ガスの導入方向は、図３に示すように、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向である。この第１の方向は、リードフレーム１８の表面と略平行な方向であり、第１の酸化防止ガスが流れる方向と略垂直方向である。
【００５２】
また、ワイヤボンディング時において、第４のガス経路１６ｄから空間１４ｊに導入された第３の酸化防止ガスは、図１に示す矢印２５のように内部中空部１４ｂに導入される。この際の第３の酸化防止ガスの導入方向は、図３に示すように、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向である。この第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であって、リードフレーム１８の表面と略平行な方向であり、第１の酸化防止ガスが流れる方向と略垂直方向である。
【００５３】
次に、ワーククランプ１４の酸化を抑制する方法について詳しく説明する。
ワーク１９をヒータープレート３によって加熱してボンディングを行う際、ボンディングワイヤ、ボンディングチップ１７及びリードフレーム１８の酸化を抑制するために、内部中空部１４ｂに第１乃至第３の酸化防止ガスを導入して酸化防止ガスの雰囲気とする。詳細には、下部開口部１４ａを通して内部中空部１４ｂに下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを矢印２１のように導入し、且つ下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを矢印２４のように導入し、且つ下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に第３の酸化防止ガスを矢印２５のように導入する。前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向である。そして、内部中空部１４ｂに導入された第１乃至第３の酸化防止ガスは、上部開口部１４ｃから外部へ放出される。
【００５４】
上記実施形態によれば、第１乃至第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入し、内部中空部１４ｂを酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。詳細には、ボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入しながらボンディングエリアの上方を横断する第２の方向（第１の方向と逆方向）に第３の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するため、従来技術のスライドウィンドウを使用しなくてもボンディングエリア内を外気から遮断することができ、銅のボンディングワイヤ又はベアカッパーリードフレームの酸化を効果的に抑制することができる。
【００５５】
また、下部開口部１４ａを通して内部中空部１４ｂに下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入する際、スライドウィンドウが無いため、第１の酸化防止ガスが従来のワイヤボンディング装置に比べて流速を落としながら広い開口である上部開口部へ吹き上がっていく。このため、キャピラリ１０の先端に形成されるフリーエアボールへ与える影響を軽減でき、その結果、フリーエアボールの偏芯又はボール径のばらつきが発生することを抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態では、ボンディングエリアの上方を横断する方向に導入される第２及び第３の酸化防止ガスによって、撮像手段１１である認識レンズ下の陽炎を吹き飛ばすことができるため、酸化防止ガスの濃度を低下させて酸化防止効果に悪影響を与える陽炎を除去するためのエアブローを使用する必要がなくなる。
【００５７】
また、本実施形態では、スライドウィンドウを必要としないので、スライドウィンドウまたはそれを構成する部品から発生する塵により起こる問題を防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、ベアカッパーリードフレームの酸化を防止できるため、リード表面をメッキ処理する必要がなくなり、メッキ工程にかかる時間、費用を削減することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態を次のような変形例として実施することも可能である。
【００６０】
（変形例１）
上記実施形態において、ワーククランプ１４に、その上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄを内部中空部１４ｂの周囲全体に設けているのを、以下のように変形する。
【００６１】
ワーククランプ１４には、その上面１４ｆに対して掘り下げられた第１及び第２の窪みが設けられている。第１及び第２の窪みそれぞれは、内壁１４ｅの上端に繋げられている。第１の窪みは第２の窪みと対向する位置に設けられている。ワーククランプ１４の上面には第１の窪みを覆うための第１のガスカバー２ａが配置されており、ワーククランプ１４の上面には第２の窪みを覆うための第２のガスカバー２ｂが配置されている。第１の窪みは第２の窪みに繋げられていない。
【００６２】
第１の窪みには第３のガス経路１６ｃの一端が繋げられており、第２の窪みには第４のガス経路１６ｄの一端が繋げられている。第１の窪みと第１のガスカバー２ａとによって形成された第１の空間は、第３のガス経路１６ｃに導入された第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。第２の窪みと第２のガスカバー２ｂとによって形成された第２の空間は、第４のガス経路１６ｄに導入された第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。
【００６３】
前記第１の空間は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２４の方向）に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための空間である。前記第２の空間は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向（前記第１の方向と逆方向であって矢印２５の方向）に第３の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための空間である。
【００６４】
上記変形例１においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（変形例２）
上記実施形態において、ワーククランプ１４の上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄと、この窪み１４ｄを覆うための第１及び第２のガスカバー２ａ，２ｂと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第３のガス経路１６ｃと、第３のガス経路１６ｃの他端に設けられた第１のガス導入口１４ｇと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第４のガス経路１６ｄと、第４のガス経路１６ｄの他端に設けられた第２のガス導入口１４ｈとを形成しているのを、これらを形成することなく、以下のように変形する。
【００６６】
ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第３のガス導入口が設けられており、この第３のガス導入口は内部中空部１４ｂに第２の酸化防止ガスを導入するための導入口である。また、ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第４のガス導入口が設けられており、この第４のガス導入口は、前記第３のガス導入口と対向する位置に設けられ、内部中空部１４ｂに第３の酸化防止ガスを導入するための導入口である。
【００６７】
ワーククランプ１４には前記第３のガス導入口に一端が繋げられた第５のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第５のガス経路の他端に繋げられた第５のガス導入口が設けられている。この第５のガス導入口は、前記第５のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入する導入口である。また、ワーククランプ１４には前記第４のガス導入口に一端が繋げられた第６のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第６のガス経路の他端に繋げられた第５のガス導入口が設けられている。この第６のガス導入口は、前記第６のガス経路に第３の酸化防止ガスを導入する導入口である。前記第５のガス導入口と前記第６のガス導入口との間には内部中空部１４ｂが位置される。
【００６８】
前記第３のガス導入口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための導入口である。前記第４のガス導入口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向（第１の方向と逆方向）に第３の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための導入口である。
【００６９】
上記変形例２においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（変形例３）
上記実施形態において、２列のボンディングチップ１７が載置されたリードフレーム１８をボンディング対象のワーク１９としているのを、３列以上のボンディングチップが載置されたリードフレームをボンディング対象のワークとする。
【００７１】
上記変形例３においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
（実施形態２）
図４は、本実施形態によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図であり、図５は、図４に示す４０−４０線に沿って切断した断面図であり、図１乃至図３と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図５に示すように、窪み１４ｄと第２のガスカバー２ｂとによって形成された空間１４ｊは、第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから第４のガス経路１６ｄに導入するための空間である。
【００７４】
また、図５に示すように、第４のガス経路１６ｄの他端にはガス排出口１４ｋが設けられており、このガス排出口１４ｋは第４のガス経路１６ｄから第１又は第２の酸化防止ガスを排出するための排出口である。ガス排出口１４ｋは酸化防止ガスを排出するポンプ等の排出機構Ｄに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、内部中空部１４ｂ内の第１又は第２の酸化防止ガスは、矢印２５ａのように、空間１４ｊ及び第４のガス経路１６ｄを通って排出機構Ｄによってワーククランプ１４の外部に排出される。また、第１のガス導入口１４ｇとガス排出口１４ｋとの間には内部中空部１４ｂが位置されている。
【００７５】
ワイヤボンディング時において、第３のガス経路１６ｃから空間１４ｉに導入された第２の酸化防止ガスは、図４に示す矢印２４のように内部中空部１４ｂに面状又はカーテン状に導入される。この際の第２の酸化防止ガスの導入方向は、図５に示すように、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向である。この第１の方向は、リードフレーム１８の表面と略平行な方向であり、第１の酸化防止ガスが流れる方向と略垂直方向である。
【００７６】
ワイヤボンディング時において、図４に示すように、第１又は第２の酸化防止ガスを矢印２５ａのように内部中空部１４ｂから空間１４ｊに面状又はカーテン状に吸い込むものであり、第１又は第２の酸化防止ガスを吸い込む方向は、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する前記第１の方向である。また、空間１４ｊに吸い込まれた第１又は第２の酸化防止ガスは、図５に示す矢印２５ａのように第４のガス経路１６ｄを通ってガス排出口１４ｋからワーククランプ１４の外部に排出される。
【００７７】
次に、ワーククランプ１４の酸化を抑制する方法について詳しく説明する。
ワーク１９をヒータープレート３によって加熱してボンディングを行う際、ボンディングワイヤ、ボンディングチップ１７及びリードフレーム１８の酸化を抑制するために、内部中空部１４ｂに第１及び第２の酸化防止ガスを導入するとともに内部中空部１４ｂから第１又は第２の酸化防止ガスを排出することで酸化防止ガスの雰囲気とする。詳細には、下部開口部１４ａを通して内部中空部１４ｂに下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを矢印２１のように導入し、且つ下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを矢印２４のように面状又はカーテン状に導入し、且つ前記第１の方向に第１又は第２の酸化防止ガスを矢印２５ａのように面状又はカーテン状に排出する。これとともに、内部中空部１４ｂに導入された第１及び第２の酸化防止ガスは、上部開口部１４ｃからも外部へ放出される。
【００７８】
上記実施形態２において実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１及び第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入しながら内部中空部１４ｂから第１又は第２の酸化防止ガスを吸い込むことで、内部中空部１４ｂを酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。詳細には、ボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入しながら前記第１の方向に第１又は第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に吸い込むことで、前記第１の方向にガスの流れを作り、従来技術のスライドウィンドウを使用しなくてもボンディングエリア内に外気を巻き込むことを防ぐことができ、銅のボンディングワイヤ又はベアカッパーリードフレームの酸化を効果的に抑制することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、実施形態１に比べて少量の酸化防止ガスによってボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。従って、酸化防止ガスのコストを低減することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、ボンディングエリアの上方を横断する方向に導入される第２の酸化防止ガスによって、撮像手段１１である認識レンズ下の陽炎を吹き飛ばすことができるため、酸化防止ガスの濃度を低下させて酸化防止効果に悪影響を与える陽炎を除去するためのエアブローを使用する必要がなくなる。
【００８２】
なお、上記実施形態を次のような変形例として実施することも可能である。
【００８３】
（変形例１）
上記実施形態において、ワーククランプ１４に、その上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄを内部中空部１４ｂの周囲全体に設けているのを、以下のように変形する。なお、本変形例は、実施形態１の変形例１と同一部分の説明を省略する。
【００８４】
第２の窪みと第２のガスカバー２ｂとによって形成された第２の空間は、第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから第４のガス経路１６ｄに排出するための空間である。
【００８５】
前記第２の空間は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２５ａの方向）に第１又は第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に吸い込むための空間である。
【００８６】
上記変形例１においても上記実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（変形例２）
上記実施形態において、ワーククランプ１４の上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄと、この窪み１４ｄを覆うための第１及び第２のガスカバー２ａ，２ｂと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第３のガス経路１６ｃと、第３のガス経路１６ｃの他端に設けられた第１のガス導入口１４ｇと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第４のガス経路１６ｄと、第４のガス経路１６ｄの他端に設けられた第２のガス導入口１４ｈとを形成しているのを、これらを形成することなく、以下のように変形する。なお、本変形例は、実施形態１の変形例２と同一部分の説明を省略する。
【００８８】
ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第３のガス導入口が設けられており、この第３のガス導入口は内部中空部１４ｂに第２の酸化防止ガスを導入するための導入口である。また、ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第１のガス排出口が設けられており、この第１のガス排出口は、前記第３のガス導入口と対向する位置に設けられ、第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから吸い込むための排出口である。
【００８９】
ワーククランプ１４には前記第３のガス導入口に一端が繋げられた第５のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第５のガス経路の他端に繋げられた第５のガス導入口が設けられている。この第５のガス導入口は、前記第５のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入する導入口である。また、ワーククランプ１４には前記第１のガス排出口に一端が繋げられた第６のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第６のガス経路の他端に繋げられた第２のガス排出口が設けられている。この第２のガス排出口は、第１又は第２の酸化防止ガスを前記第６のガス経路から排出する排出口である。前記第５のガス導入口と前記第２のガス排出口との間には内部中空部１４ｂが位置される。
【００９０】
前記第３のガス導入口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２４の方向）に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための導入口である。前記第１のガス排出口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２５ａの方向）に第１又は第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に排出するための排出口である。
【００９１】
上記変形例２においても上記実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（変形例３）
上記実施形態において、２列のボンディングチップ１７が載置されたリードフレーム１８をボンディング対象のワーク１９としているのを、３列以上のボンディングチップが載置されたリードフレームをボンディング対象のワークとする。
【００９３】
上記変形例３においても上記実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
図１乃至図３又は図４及び図５に示すワイヤボンディング装置を用いて実施形態１，２の効果を確認する実験を行ったので、その実験方法及び実験結果について表１〜表３を参照しつつ説明する。なお、ワイヤボンディング装置は、リードフレーム１８にヒータープレート３を接触させる為の上下移動機構（図示せず）を備えている。
【００９５】
【表１】
【００９６】
（実験方法）
図１乃至図３又は図４及び図５に示すように、ベアカッパーリードフレームをワーククランプによってクランプし、第１乃至第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入し、又は、第１及び第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入しながら第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから排出し、前記上下移動機構によってリードフレーム１８とヒータープレート３とを接触させ、このヒータープレート３によって３２０℃の温度で３分間加熱し、その後、ヒータープレート３を下降させてヒータープレート３とリードフレーム１８の接触を解除してヒータープレート３による加熱を停止し、２７分間放置し（この間、ヒータープレート加熱は作動しており、ヒータープレート３からのリードフレーム１８下面への酸化防止ガスの供給は行ったままとした）、その後、リードフレームを取り出して酸化の状態を判定し、その結果を表１に示した。表１において、酸化しなかったと判定されたリードフレームを「○」と記載し、酸化したと判定されたリードフレームを「×」と記載した。なお、ワイヤボンディング作業中にエアブローは行わなかった。第１乃至第３の酸化防止ガスは、窒素ガスを用いた。窒素ガスの流量は表１に示す通りとし、ガス流量を変化させた条件１〜８の実験を行った。
【００９７】
表１に示す「ＰＲＥ」、「ＭＡＩＮ」、「ＰＯＳＴ」、「ＡＲＯＵＮＤ」はベアカッパーリードフレームの下方から上方に酸化防止ガスを流すことを意味する。「ＭＡＩＮ」は、ワーククラン１４プの内部中空部１４ｂに導入する第１の酸化防止ガスの流量に相当し、「ＰＲＥ」は、レールによってベアカッパーリードフレームがワーククランプ１４の下方に搬送される一つ前の位置に導入する酸化防止ガスの流量に相当する。「ＰＯＳＴ」は、ワーククランプ１４の下方に位置するベアカッパーリードフレームがレールによって搬送される一つ後の位置に導入する酸化防止ガスの流量に相当し、「ＡＲＯＵＮＤ」は、ワーククランプ１４の内部中空部であるヒータープレート３の周囲に導入する酸化防止ガスの流量に相当する。
【００９８】
表１に示す「ＣＯＶＥＲ手前側」は、図１に示す矢印２４の方向にカーテン状に導入する第２の酸化防止ガスの流量に相当し、「ＣＯＶＥＲ奥側」は、図１に示す矢印２５の方向にカーテン状に導入する第３の酸化防止ガスの流量、又は図４に示す矢印２５ａの方向にカーテン状に排出する第１又は第２の酸化防止ガスの流量に相当する。また、表１に示す「判定」は、「○」がベアカッパーリードフレームに酸化が見られなかったことを意味し、「×」がベアカッパーリードフレームに酸化が見られたことを意味する。
【００９９】
ベアカッパーリードフレームの酸化に関しては、条件１，２，３，４，６で酸化が見られなかったことから、「ＰＲＥ」、「ＭＡＩＮ」、「ＰＯＳＴ」の流量が１Ｌ／ｍｉｎ以上で「ＡＲＯＵＮＤ」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ以上、そして「ＣＯＶＥＲ手前側」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ以上で、「ＣＯＶＥＲ奥側」の流量が噴出しでもバキューム（吸い込み）でも０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であれば、ベアカッパーリードフレームの酸化を防止する効果が得られることが確認された。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表２は、「ＰＲＥ」、「ＭＡＩＮ」及び「ＰＯＳＴ」それぞれの流量が１．０Ｌ／ｍｉｎ、「ＡＲＯＵＮＤ」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ、「ＣＯＶＥＲ手前側」及び「ＣＯＶＥＲ奥側」それぞれの流量が１．０Ｌ／ｍｉｎ（噴出し）の実験条件で、ボンディングツールによって形成されたイニシャルボール（ＩＢ）径を測定した結果を示すものである。測定数Ｎは２０である。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
表３は、条件４の実験で、ボンディングツールによって形成されたイニシャルボール（ＩＢ）径を測定した結果を示すものである。測定数Ｎは２０であり、「ＣＯＶＥＲ手前側」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎで、「ＣＯＶＥＲ奥側」の流量がバキュームで０．５Ｌ／ｍｉｎとした。
【０１０４】
表２及び表３によれば、Ｃｐｋが１．３３以上となり、バラツキが抑えられていることが確認された。従って、フリーエアボールの偏芯又はボール径のばらつきが発生することを抑制できることが確認された。なお、Ｃｐｋとは、一般的な生産工程能力指数の判定数値であり、この考え方は下記の通りである。
【０１０５】
Ｃｐｋ＞１．６７ 工程能力が高い
１．６７＞Ｃｐｋ＞１．３３ 工程能力はある
１．３３＞Ｃｐｋ＞１．００ 工程能力はあるが十分とはいえない
１．００＞Ｃｐｋ 工程能力不足
【符号の説明】
【０１０６】
２ａ…第１のガスカバー
２ｂ…第２のガスカバー
３，６…ヒータープレート
４，１４…ワーククランプ
４ａ…ボンディングエリア開口部
４ｂ，４ｂ…空間
５…スライドウィンドウ
５ａ…ボンディング作業用開口部
５ｂ…ティーチング用開口部
６ａ，６ｂ…ガス経路
７，１７…ボンディングチップ
８，１８…リードフレーム
９，１９…ワーク
１０…ボンディングツール（キャピラリ）
１１…撮像手段
１４ａ…下部開口部
１４ｂ…内部中空部
１４ｃ…上部開口部
１４ｄ…窪み（凹部又は溝部）
１４ｅ…内壁
１４ｆ…上面
１４ｇ…第１のガス導入口
１４ｈ…第２のガス導入口
１４ｉ，１４ｊ…空間
１４ｋ…ガス排出口
１６ａ…第１のガス経路
１６ｂ…第２のガス経路
１６ｃ…第３のガス経路
１６ｄ…第４のガス経路
２１〜２５，２５ａ…矢印
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーククランプ及びそれを用いたワイヤボンディング装置に係わり、特に、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプ及びワイヤボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来のワイヤボンディング装置を説明するための断面図である。このワイヤボンディング装置は、ワーク９にワイヤボンディングを行うものであり、ボンディングチップ７が載置されたリードフレーム８がボンディング対象のワーク９である。このワーク９が複数連なったものがレール（図示せず）によって搬送されワイヤボンディングを行うようになっている。
【０００３】
ワイヤボンディング装置は、ワーク９を加熱するヒータープレート６を有し、このヒータープレート６上で複数のワーク９をクランプするワーククランプ４を有している。ワーククランプ４には複数のボンディングエリア開口部４ａが設けられている。これらのボンディングエリア開口部４ａは、ワーククランプ４によって複数のワーク９をクランプした際に、複数のワークのボンディングエリア（即ちボンディングチップ及びその周辺のリード部分）それぞれを露出させる開口部である。
【０００４】
ワーククランプ４には、複数のボンディングエリア開口部４ａの上に位置する空間４ｂが設けられており、この空間４ｂ上に位置するスライドウィンドウ５がワーククランプ４の上に配置されている。空間４ｂは、ワイヤボンディング作業を行うための空間である。
【０００５】
スライドウィンドウ５にはボンディング作業用開口部５ａ及びティーチング用開口部５ｂが設けられている。ボンディング作業用開口部５ａの上方にはボンディングヘッドのボンディングツール（キャピラリ）１０が配置されており、このボンディングツール１０はワーク９のボンディングエリアにワイヤボンディングを行うものである。また、ティーチング用開口部５ｂの上方には撮像手段１１が設けられており、この撮像手段１１はティーチング用開口部５ｂを通してボンディング対象であるワーク９の位置を認識するものである。なお、ボンディング作業用開口部５ａ及びティーチング用開口部５ｂそれぞれは、一つのワーク９又は１行（「行」とは、レールによってワークが搬送される方向に対して垂直方向とする。）のワーク９に対してボンディング作業又はティーチングが行える大きさの開口部である。
【０００６】
また、ヒータープレート６の熱によって発生する陽炎が撮像手段１１によってワーク９の位置を認識する妨げとなるため、ワイヤボンディング装置は陽炎除去のためのエアブロー機構（図示せず）を有している。
【０００７】
ボンディングヘッドのボンディングツール１０と撮像手段１１とスライドウィンドウ５は、制御部（図示せず）によって一体的に移動可能に制御されている。この制御部は、ワーク９にワイヤボンディングを行う際にボンディングヘッドの位置を制御するものである。
【０００８】
また、ワイヤボンディング装置は、リードフレーム８がベアカッパーリードフレームである場合もしくはボンディングワイヤが銅である場合に、ワイヤボンディング時における銅の酸化を防ぐ機構を有している。この機構は、ワーククランプ４の空間４ｂ及び前記レールの周囲に、不活性ガス又は還元ガス（例えば窒素ガス、窒素を含む混合ガス、アルゴンガス等）のような酸化防止ガスを充満させ、外気の混入を防ぐことにより、ベアカッパーリードフレーム又は銅のボンディングワイヤの酸化を防ぐ機構である。
【０００９】
酸化を防ぐ機構を詳細に説明する。
ヒータープレート６にはガス経路６ａ，６ｂが設けられており、ガス経路６ａの一端はリードフレーム８の開口を介してワーククランプ４の空間４ｂに繋げられており、ガス経路６ｂの一端は前記レールの周囲に繋げられている。ガス経路６ａ，６ｂの他端は、酸化防止ガスを供給するガス供給源Ｅに繋げられている。これにより、ガス供給源Ｅから供給される酸化防止ガスは、矢印のように、ガス経路６ａ、リードフレーム８の開口、空間４ｂを通ってボンディング作業用開口部５ａ及びティーチング用開口部５ｂそれぞれから外部へ流されるとともに、矢印のように、ガス経路６ｂ及びワーククランプ４とヒータープレート６との間を通って前記レールの周囲に流される。
【００１０】
上記従来のワイヤボンディング装置では、ワーク９の下から上に酸化防止ガスを流すことによりワークの酸化を防止している（例えば特許文献１参照）。
【００１１】
ところで、上記従来のワイヤボンディング装置では、ワイヤボンディングを行う際に、矢印で示すようにボンディング作業用開口部５ａから酸化防止ガスが勢いよく吹き出されるため、キャピラリ１０の先端に形成されるフリーエアボールの偏芯又はボール径のばらつきが発生することがある。
【００１２】
また、上記従来のワイヤボンディング装置は、スライドウィンドウ５のボンディング作業用開口部５ａを通してワーク９にワイヤボンディング作業を行った後、スライドウィンドウ５を移動させることで、隣のワーク９の上方にボンディング作業用開口部５ａを位置させ、同様のワイヤボンディング作業を繰り返すものである。このため、スライドウィンドウ５を移動させる際の振動や可動部分の擦れによって塵が発生することがあり、その塵がボンディングエリアに落ちてくることでボンディングに悪影響を及ぼすことがある。
【００１３】
また、上記従来のワイヤボンディング装置では、陽炎を除去するためのエアブロー機構を用いているため、エアブローによってワーククランプ４の空間４ｂに空気をまきこむことがある。その結果、空間４ｂ内の酸化防止ガスの濃度が低下してしまい、酸化防止効果が低下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−１１２２４６号公報（２６９頁左下欄及び第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の一態様は、スライドウィンドウを用いなくてもボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプ及びワイヤボンディング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様は、ワイヤボンディング装置に用いられるワーククランプにおいて、
酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である内部中空部と、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部であって前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、
前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記内部中空部に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための第１のガス排出口と、
を具備することを特徴とするワーククランプである。
【００１７】
上記ワーククランプによれば、ワイヤボンディングを行う際に、第１の酸化防止ガスを内部中空部の下方から上方に向けて導入し、内壁の上部に設けられた第１のガス導入口から第２の酸化防止ガスを内部中空部に導入し、第１のガス導入口と対向する位置に設けられた第２のガス導入口から第３の酸化防止ガスを内部中空部に導入することで、内部中空部を酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。
【００１８】
また、上記ワーククランプによれば、ワイヤボンディングを行う際に、第１の酸化防止ガスを内部中空部の下方から上方に向けて導入し、内壁の上部に設けられた第１のガス導入口から第２の酸化防止ガスを内部中空部に導入し、第１のガス導入口と対向する位置に設けられた第１のガス排出口に前記第２の酸化防止ガスを内部中空部から排出することで、内部中空部を酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１のガス導入口に一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に繋げられ、前記第１のガス経路に前記第２の酸化防止ガスを導入する第３のガス導入口と、
前記第２のガス導入口に一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に繋げられ、前記第２のガス経路に前記第３の酸化防止ガスを導入する第４のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出する第２のガス排出口と、
を具備し、
前記第３のガス導入口と前記第４のガス導入口との間に前記内部中空部が位置することも可能である。
【００２０】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１のガス導入口は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入するものであり、
前記第２のガス導入口は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に前記第３の酸化防止ガスを導入するものであり、又は、前記第１のガス排出口は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを吸い込むものであり、
前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様は、ワイヤボンディング装置に用いられるワーククランプにおいて、
酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である内部中空部と、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部であって前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、
前記内壁の上端に繋げられ、前記ワーククランプの上面に対して掘り下げられた第１の窪みと、
前記ワーククランプの上面に設けられ、前記第１の窪みを覆う第１のガスカバーと、
前記第１の窪みに一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に設けられ、前記第１のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上端に繋げられ、前記第１の窪みと対向する位置に設けられ、前記ワーククランプの上面に対して掘り下げられた第２の窪みと、
前記ワーククランプの上面に設けられ、前記第２の窪みを覆う第２のガスカバーと、
前記第２の窪みに一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に設けられ、前記第２のガス経路に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出するためのガス排出口と、
を具備し、
前記第１の窪みと前記第１のガスカバーとによって形成された第１の空間は、前記第１のガス経路に導入された前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入するための空間であり、
前記第２の窪みと前記第２のガスカバーとによって形成された第２の空間は、前記第２のガス経路に導入された前記第３の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入するため、又は前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための空間であることを特徴とするワーククランプである。
【００２２】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１の空間は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入するものであり、
前記第２の空間は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に前記第３の酸化防止ガスを導入するもの、又は前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを吸い込むものであり、前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることが好ましい。
【００２３】
本発明の一態様は、ワイヤボンディング装置に用いられるワーククランプにおいて、
酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である内部中空部と、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部であって前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入するための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、
前記内壁の上端に繋げられ、前記内部中空部の周囲全体に設けられ、前記ワーククランプの上面に対して掘り下げられた窪みと、
前記ワーククランプの上面に設けられ、前記窪みを覆うガスカバーと、
前記窪みに一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に設けられ、前記第１のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記窪みに一端が繋げられ、前記第１のガス経路の一端と対向する位置に一端が設けられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に設けられ、前記第２のガス経路に第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口、又は前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出するためのガス排出口と、
を具備し、
前記窪みと前記ガスカバーとによって形成された空間は、前記第１のガス経路に導入された前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入し、且つ、前記第２のガス経路に導入された前記第３の酸化防止ガスを前記内部中空部に導入するため、又は前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための空間であることを特徴とするワーククランプである。
【００２４】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、
前記第１のガス経路の一端は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入するものであり、
前記第２のガス経路の一端は、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に前記第３の酸化防止ガスを導入するもの、又は前記下部開口部に入れられる前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを吸い込むものであり、
前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、前記第１のガス導入口と前記第２のガス導入口又は前記ガス排出口との間に前記内部中空部が位置することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の一態様に係るワーククランプにおいて、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークは、２列以上に配置されたワークであることも可能である。
【００２７】
本発明の一態様は、複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してワイヤボンディングを行う装置であって、
前記複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記複数のワークに対してボンディングを行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、前述したいずれかの態様のものであることを特徴とするワイヤボンディング装置である。
【００２８】
また、本発明の一態様に係るワイヤボンディング装置において、前記加熱機構はヒータープレートを有しており、前記ヒータープレートには、前記下部開口部を通して前記内部中空部に前記第１の酸化防止ガスを供給するためのガス供給経路が設けられていることが好ましい。
【００２９】
本発明の一態様は、複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１乃至第３の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に第３の酸化防止ガスを導入する機構であり、前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることを特徴とするワイヤボンディング装置である。
【００３０】
本発明の一態様は、複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１及び第２の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記内部中空部から前記第２の酸化防止ガスを排出するガス排出機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて前記第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入する機構であり、
前記ガス排出機構は、
前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを排出する機構であることを特徴とするワイヤボンディング装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様を適用することで、スライドウィンドウを用いなくてもボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができるワーククランプ及びワイヤボンディング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図である。
【図２】図１に示す２０−２０線に沿って切断した断面図である。
【図３】図１に示す３０−３０線に沿って切断した断面図である。
【図４】実施形態２によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図である。
【図５】図４に示す４０−４０線に沿って切断した断面図である。
【図６】従来のワイヤボンディング装置を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図である。図２は、図１に示す２０−２０線に沿って切断した断面図である。図３は、図１に示す３０−３０線に沿って切断した断面図である。
【００３５】
本実施形態のワイヤボンディング装置は、ワーク１９にワイヤボンディングを行うものであり、ボンディングチップ１７が載置されたリードフレーム１８がボンディング対象のワーク１９である。このワーク１９が複数連なったものがレール（図示せず）によって搬送されワイヤボンディングを行うようになっている。なお、図１に示すように、リードフレーム１８には２列のボンディングチップ１７が載置されている。また、本実施形態のワイヤボンディング装置は、従来のワイヤボンディング装置のようなスライドウィンドウを有していない。
【００３６】
ワイヤボンディング装置は、図２及び図３に示すように、ワーク１９を加熱するヒータープレート３を有し、このヒータープレート３上で複数のワーク１９をクランプするワーククランプ１４を有している。ヒータープレート３は、ワイヤボンディング時にワーク１９を３０〜５００℃程度に加熱するためのものである。
【００３７】
また、ワイヤボンディング装置は、リードフレーム１８がベアカッパーリードフレームである場合もしくはボンディングワイヤが銅である場合に、ワイヤボンディング時における銅の酸化を防ぐ機構を有している。この機構の詳細は後述する。
【００３８】
ワーククランプ１４は図２及び図３に示すように内部中空部１４ｂを有しており、この内部中空部１４ｂは、不活性ガス又は還元ガス（例えば窒素ガス、窒素を含む混合ガス、アルゴンガス等）のような酸化防止ガスの雰囲気にしながら複数のワーク１９のボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を行う空間である。この内部中空部１４ｂの下には、内部中空部１４ｂに複数のワーク１９のボンディングエリアを入れるための複数の下部開口部１４ａが設けられている。これらの下部開口部１４ａは、図１に示すように、ワーククランプ１４によって複数のワーク１９をクランプした際に、複数のワーク１９のボンディングエリア（即ちボンディングチップ１７及びその周辺のリード部分）それぞれを露出させる開口部である。言い換えると、下部開口部１４ａは、リードフレーム１８を押さえる押さえ部の先端によって形成されており、この押さえ部の先端はリードフレーム１８のボンディングエリアを囲みながら押さえるものである。
【００３９】
内部中空部１４ｂの上には上部開口部１４ｃが設けられており、この上部開口部１４ｃによってクランプされた複数のワーク１９のボンディングエリアを内部中空部１４ｂを通して露出させることができる。なお、上部開口部１４ｃの平面形状は、図１に示すように四角形である。
【００４０】
ワーククランプ１４は、上部開口部１４ｃと下部開口部１４ａとの間に位置する内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁１４ｅを有している。この内壁１４ｅは傾斜面を有している。
【００４１】
上部開口部１４ｃの上方にはボンディングヘッドのボンディングツール（キャピラリ）１０が配置されており、このボンディングツール１０はワーク１９のボンディングエリアにワイヤボンディングを行うものである。また、上部開口部１４ｃの上方には撮像手段１１が設けられており、この撮像手段１１は上部開口部１４ｃを通してボンディング対象であるワーク１９の位置を認識するものである。なお、上部開口部１４ｃは、複数のワーク１９に対してボンディング作業又はティーチングが行える開口部である。
【００４２】
ボンディングヘッドのボンディングツール１０と撮像手段１１は、制御部（図示せず）によって移動可能に制御されている。この制御部は、ワーク１９にワイヤボンディングを行う際にボンディングヘッドの位置を制御するものである。
【００４３】
下部開口部１４ａには、図２及び図３に示すようにワーククランプ１４によって複数のワーク１９をクランプした際においても、矢印２１のように第１の酸化防止ガスを内部中空部に下方から上方に向けて導入するための開口が形成される。この開口は、ヒータープレート３に設けられた第１のガス経路１６ａの一端に空間的に繋げられており、第１のガス経路１６ａの他端は酸化防止ガスを供給するガス供給源Ａに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ａから供給される第１の酸化防止ガスは、矢印２２，２１のように、第１のガス経路１６ａ、リードフレーム８の開口、下部開口部１４ａ、内部中空部１４ｂを通って上部開口部１４ｃからワーククランプ１４の外部へ流される。つまり、内部中空部１４ｂでは、ワイヤボンディング時に第１の酸化防止ガスが矢印２１のように下方から上方に向けて流される。
【００４４】
また、ヒータープレート３には、図２に示すように第２のガス経路１６ｂが設けられている。第２のガス経路１６ｂの一端は前記レールの周囲の空間に繋げられており、第２のガス経路１６ｂの他端は酸化防止ガスを供給するガス供給源Ａに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ａから供給される第１の酸化防止ガスは、矢印２３のように、第２のガス経路１６ｂ及びワーククランプ１４とヒータープレート３との間を通って前記レールの周囲に流される。
【００４５】
また、図２及び図３に示すように、ワーククランプ１４には、その上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み（凹部又は溝部）１４ｄが設けられている。この窪み１４ｄは、内壁１４ｅの上端に繋げられ且つ内部中空部１４ｂの周囲全体に設けられている。つまり、窪み１４ｄは、図１に示すように上部開口部１４ｃを囲むように形成されている。
【００４６】
ワーククランプの上面には窪み１４ｄを覆うための第１及び第２のガスカバー２ａ，２ｂが配置されている。詳細には、図１に示すように、第１のガスカバー２ａは、リードフレーム１８の一方の列のボンディングチップ１７の外側に位置されており、第２のガスカバー２ｂは、リードフレーム１８の他方の列のボンディングチップ１７の外側に位置されている。
【００４７】
ワーククランプ１４には、図３に示すように、窪み１４ｄと第１のガスカバー２ａとによって空間１４ｉが形成されているとともに、窪み１４ｄと第２のガスカバー２ｂとによって空間１４ｊが形成されている。
【００４８】
ワーククランプ１４には、図３に示すように、窪み１４ｄに一端が繋げられた第３のガス経路１６ｃが設けられており、空間１４ｉは、第３のガス経路１６ｃに導入された第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。第３のガス経路１６ｃの他端には第１のガス導入口１４ｇが設けられており、第１のガス導入口１４ｇは第３のガス経路１６ｃに第２の酸化防止ガスを導入するため導入口である。第１のガス導入口１４ｇは第２の酸化防止ガスを供給するガス供給源Ｂに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ｂから供給される第２の酸化防止ガスは、矢印２４のように、第３のガス経路１６ｃ、窪み１４ｄと第１のガスカバー２ａとによって形成された空間１４ｉを通って内部中空部１４ｂに導入される。詳細には、第２の酸化防止ガスが第３のガス経路１６ｃから空間１４ｉに導入される際、第２の酸化防止ガスが第１のガスカバー２ａにあたって横向きに面状又はカーテン状に流され、内部中空部１４ｂに導入される。
【００４９】
また、ワーククランプ１４には、図３に示すように、窪み１４ｄに一端が繋げられた第４のガス経路１６ｄが設けられており、第４のガス経路１６ｄの一端は第３のガス経路１６ｃの一端と対向する位置に設けられている。空間１４ｊは、第４のガス経路１６ｄに導入された第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。第４のガス経路１６ｄの他端には第２のガス導入口１４ｈが設けられており、第２のガス導入口１４ｈは第４のガス経路１６ｄに第３の酸化防止ガスを導入するための導入口である。第２のガス導入口１４ｈは第３の酸化防止ガスを供給するガス供給源Ｂに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、ガス供給源Ｂから供給される第３の酸化防止ガスは、矢印２５のように、第４のガス経路１６ｄ、窪み１４ｄと第２のガスカバー２ｂとによって形成された空間１４ｊを通って内部中空部１４ｂに導入される。詳細には、第３の酸化防止ガスが第４のガス経路１６ｄから空間１４ｊに導入される際、第３の酸化防止ガスが第２のガスカバー２ｂにあたって横向きに面状又はカーテン状に流され、内部中空部１４ｂに導入される。
【００５０】
また、図３に示すように、第１のガス導入口１４ｇと第２のガス導入口１４ｈとの間には内部中空部１４ｂが位置されている。
【００５１】
また、ワイヤボンディング時において、第３のガス経路１６ｃから空間１４ｉに導入された第２の酸化防止ガスは、図１に示す矢印２４のように内部中空部１４ｂに導入される。この際の第２の酸化防止ガスの導入方向は、図３に示すように、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向である。この第１の方向は、リードフレーム１８の表面と略平行な方向であり、第１の酸化防止ガスが流れる方向と略垂直方向である。
【００５２】
また、ワイヤボンディング時において、第４のガス経路１６ｄから空間１４ｊに導入された第３の酸化防止ガスは、図１に示す矢印２５のように内部中空部１４ｂに導入される。この際の第３の酸化防止ガスの導入方向は、図３に示すように、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向である。この第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であって、リードフレーム１８の表面と略平行な方向であり、第１の酸化防止ガスが流れる方向と略垂直方向である。
【００５３】
次に、ワーククランプ１４の酸化を抑制する方法について詳しく説明する。
ワーク１９をヒータープレート３によって加熱してボンディングを行う際、ボンディングワイヤ、ボンディングチップ１７及びリードフレーム１８の酸化を抑制するために、内部中空部１４ｂに第１乃至第３の酸化防止ガスを導入して酸化防止ガスの雰囲気とする。詳細には、下部開口部１４ａを通して内部中空部１４ｂに下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを矢印２１のように導入し、且つ下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを矢印２４のように導入し、且つ下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に第３の酸化防止ガスを矢印２５のように導入する。前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向である。そして、内部中空部１４ｂに導入された第１乃至第３の酸化防止ガスは、上部開口部１４ｃから外部へ放出される。
【００５４】
上記実施形態によれば、第１乃至第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入し、内部中空部１４ｂを酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。詳細には、ボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入しながらボンディングエリアの上方を横断する第２の方向（第１の方向と逆方向）に第３の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するため、従来技術のスライドウィンドウを使用しなくてもボンディングエリア内を外気から遮断することができ、銅のボンディングワイヤ又はベアカッパーリードフレームの酸化を効果的に抑制することができる。
【００５５】
また、下部開口部１４ａを通して内部中空部１４ｂに下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入する際、スライドウィンドウが無いため、第１の酸化防止ガスが従来のワイヤボンディング装置に比べて流速を落としながら広い開口である上部開口部へ吹き上がっていく。このため、キャピラリ１０の先端に形成されるフリーエアボールへ与える影響を軽減でき、その結果、フリーエアボールの偏芯又はボール径のばらつきが発生することを抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態では、ボンディングエリアの上方を横断する方向に導入される第２及び第３の酸化防止ガスによって、撮像手段１１である認識レンズ下の陽炎を吹き飛ばすことができるため、酸化防止ガスの濃度を低下させて酸化防止効果に悪影響を与える陽炎を除去するためのエアブローを使用する必要がなくなる。
【００５７】
また、本実施形態では、スライドウィンドウを必要としないので、スライドウィンドウまたはそれを構成する部品から発生する塵により起こる問題を防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、ベアカッパーリードフレームの酸化を防止できるため、リード表面をメッキ処理する必要がなくなり、メッキ工程にかかる時間、費用を削減することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態を次のような変形例として実施することも可能である。
【００６０】
（変形例１）
上記実施形態において、ワーククランプ１４に、その上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄを内部中空部１４ｂの周囲全体に設けているのを、以下のように変形する。
【００６１】
ワーククランプ１４には、その上面１４ｆに対して掘り下げられた第１及び第２の窪みが設けられている。第１及び第２の窪みそれぞれは、内壁１４ｅの上端に繋げられている。第１の窪みは第２の窪みと対向する位置に設けられている。ワーククランプ１４の上面には第１の窪みを覆うための第１のガスカバー２ａが配置されており、ワーククランプ１４の上面には第２の窪みを覆うための第２のガスカバー２ｂが配置されている。第１の窪みは第２の窪みに繋げられていない。
【００６２】
第１の窪みには第３のガス経路１６ｃの一端が繋げられており、第２の窪みには第４のガス経路１６ｄの一端が繋げられている。第１の窪みと第１のガスカバー２ａとによって形成された第１の空間は、第３のガス経路１６ｃに導入された第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。第２の窪みと第２のガスカバー２ｂとによって形成された第２の空間は、第４のガス経路１６ｄに導入された第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入するための空間である。
【００６３】
前記第１の空間は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２４の方向）に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための空間である。前記第２の空間は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向（前記第１の方向と逆方向であって矢印２５の方向）に第３の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための空間である。
【００６４】
上記変形例１においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（変形例２）
上記実施形態において、ワーククランプ１４の上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄと、この窪み１４ｄを覆うための第１及び第２のガスカバー２ａ，２ｂと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第３のガス経路１６ｃと、第３のガス経路１６ｃの他端に設けられた第１のガス導入口１４ｇと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第４のガス経路１６ｄと、第４のガス経路１６ｄの他端に設けられた第２のガス導入口１４ｈとを形成しているのを、これらを形成することなく、以下のように変形する。
【００６６】
ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第３のガス導入口が設けられており、この第３のガス導入口は内部中空部１４ｂに第２の酸化防止ガスを導入するための導入口である。また、ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第４のガス導入口が設けられており、この第４のガス導入口は、前記第３のガス導入口と対向する位置に設けられ、内部中空部１４ｂに第３の酸化防止ガスを導入するための導入口である。
【００６７】
ワーククランプ１４には前記第３のガス導入口に一端が繋げられた第５のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第５のガス経路の他端に繋げられた第５のガス導入口が設けられている。この第５のガス導入口は、前記第５のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入する導入口である。また、ワーククランプ１４には前記第４のガス導入口に一端が繋げられた第６のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第６のガス経路の他端に繋げられた第５のガス導入口が設けられている。この第６のガス導入口は、前記第６のガス経路に第３の酸化防止ガスを導入する導入口である。前記第５のガス導入口と前記第６のガス導入口との間には内部中空部１４ｂが位置される。
【００６８】
前記第３のガス導入口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための導入口である。前記第４のガス導入口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第２の方向（第１の方向と逆方向）に第３の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための導入口である。
【００６９】
上記変形例２においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（変形例３）
上記実施形態において、２列のボンディングチップ１７が載置されたリードフレーム１８をボンディング対象のワーク１９としているのを、３列以上のボンディングチップが載置されたリードフレームをボンディング対象のワークとする。
【００７１】
上記変形例３においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
（実施形態２）
図４は、本実施形態によるワイヤボンディング装置を説明するための平面図であり、図５は、図４に示す４０−４０線に沿って切断した断面図であり、図１乃至図３と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図５に示すように、窪み１４ｄと第２のガスカバー２ｂとによって形成された空間１４ｊは、第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから第４のガス経路１６ｄに導入するための空間である。
【００７４】
また、図５に示すように、第４のガス経路１６ｄの他端にはガス排出口１４ｋが設けられており、このガス排出口１４ｋは第４のガス経路１６ｄから第１又は第２の酸化防止ガスを排出するための排出口である。ガス排出口１４ｋは酸化防止ガスを排出するポンプ等の排出機構Ｄに繋げられている。これにより、ワイヤボンディング時において、内部中空部１４ｂ内の第１又は第２の酸化防止ガスは、矢印２５ａのように、空間１４ｊ及び第４のガス経路１６ｄを通って排出機構Ｄによってワーククランプ１４の外部に排出される。また、第１のガス導入口１４ｇとガス排出口１４ｋとの間には内部中空部１４ｂが位置されている。
【００７５】
ワイヤボンディング時において、第３のガス経路１６ｃから空間１４ｉに導入された第２の酸化防止ガスは、図４に示す矢印２４のように内部中空部１４ｂに面状又はカーテン状に導入される。この際の第２の酸化防止ガスの導入方向は、図５に示すように、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向である。この第１の方向は、リードフレーム１８の表面と略平行な方向であり、第１の酸化防止ガスが流れる方向と略垂直方向である。
【００７６】
ワイヤボンディング時において、図４に示すように、第１又は第２の酸化防止ガスを矢印２５ａのように内部中空部１４ｂから空間１４ｊに面状又はカーテン状に吸い込むものであり、第１又は第２の酸化防止ガスを吸い込む方向は、下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する前記第１の方向である。また、空間１４ｊに吸い込まれた第１又は第２の酸化防止ガスは、図５に示す矢印２５ａのように第４のガス経路１６ｄを通ってガス排出口１４ｋからワーククランプ１４の外部に排出される。
【００７７】
次に、ワーククランプ１４の酸化を抑制する方法について詳しく説明する。
ワーク１９をヒータープレート３によって加熱してボンディングを行う際、ボンディングワイヤ、ボンディングチップ１７及びリードフレーム１８の酸化を抑制するために、内部中空部１４ｂに第１及び第２の酸化防止ガスを導入するとともに内部中空部１４ｂから第１又は第２の酸化防止ガスを排出することで酸化防止ガスの雰囲気とする。詳細には、下部開口部１４ａを通して内部中空部１４ｂに下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを矢印２１のように導入し、且つ下部開口部１４ａに入れられた複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを矢印２４のように面状又はカーテン状に導入し、且つ前記第１の方向に第１又は第２の酸化防止ガスを矢印２５ａのように面状又はカーテン状に排出する。これとともに、内部中空部１４ｂに導入された第１及び第２の酸化防止ガスは、上部開口部１４ｃからも外部へ放出される。
【００７８】
上記実施形態２において実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１及び第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入しながら内部中空部１４ｂから第１又は第２の酸化防止ガスを吸い込むことで、内部中空部１４ｂを酸化防止ガスによって充満させることにより、ボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。詳細には、ボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入しながら前記第１の方向に第１又は第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に吸い込むことで、前記第１の方向にガスの流れを作り、従来技術のスライドウィンドウを使用しなくてもボンディングエリア内に外気を巻き込むことを防ぐことができ、銅のボンディングワイヤ又はベアカッパーリードフレームの酸化を効果的に抑制することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、実施形態１に比べて少量の酸化防止ガスによってボンディングエリアの酸化を十分に抑制することができる。従って、酸化防止ガスのコストを低減することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、ボンディングエリアの上方を横断する方向に導入される第２の酸化防止ガスによって、撮像手段１１である認識レンズ下の陽炎を吹き飛ばすことができるため、酸化防止ガスの濃度を低下させて酸化防止効果に悪影響を与える陽炎を除去するためのエアブローを使用する必要がなくなる。
【００８２】
なお、上記実施形態を次のような変形例として実施することも可能である。
【００８３】
（変形例１）
上記実施形態において、ワーククランプ１４に、その上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄを内部中空部１４ｂの周囲全体に設けているのを、以下のように変形する。なお、本変形例は、実施形態１の変形例１と同一部分の説明を省略する。
【００８４】
第２の窪みと第２のガスカバー２ｂとによって形成された第２の空間は、第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから第４のガス経路１６ｄに排出するための空間である。
【００８５】
前記第２の空間は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２５ａの方向）に第１又は第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に吸い込むための空間である。
【００８６】
上記変形例１においても上記実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（変形例２）
上記実施形態において、ワーククランプ１４の上面１４ｆに対して掘り下げられた窪み１４ｄと、この窪み１４ｄを覆うための第１及び第２のガスカバー２ａ，２ｂと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第３のガス経路１６ｃと、第３のガス経路１６ｃの他端に設けられた第１のガス導入口１４ｇと、窪み１４ｄに一端が繋げられた第４のガス経路１６ｄと、第４のガス経路１６ｄの他端に設けられた第２のガス導入口１４ｈとを形成しているのを、これらを形成することなく、以下のように変形する。なお、本変形例は、実施形態１の変形例２と同一部分の説明を省略する。
【００８８】
ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第３のガス導入口が設けられており、この第３のガス導入口は内部中空部１４ｂに第２の酸化防止ガスを導入するための導入口である。また、ワーククランプ１４には、内部中空部１４ｂの側方全体を覆う内壁の上部に位置する第１のガス排出口が設けられており、この第１のガス排出口は、前記第３のガス導入口と対向する位置に設けられ、第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから吸い込むための排出口である。
【００８９】
ワーククランプ１４には前記第３のガス導入口に一端が繋げられた第５のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第５のガス経路の他端に繋げられた第５のガス導入口が設けられている。この第５のガス導入口は、前記第５のガス経路に第２の酸化防止ガスを導入する導入口である。また、ワーククランプ１４には前記第１のガス排出口に一端が繋げられた第６のガス経路が設けられており、ワーククランプ１４には前記第６のガス経路の他端に繋げられた第２のガス排出口が設けられている。この第２のガス排出口は、第１又は第２の酸化防止ガスを前記第６のガス経路から排出する排出口である。前記第５のガス導入口と前記第２のガス排出口との間には内部中空部１４ｂが位置される。
【００９０】
前記第３のガス導入口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２４の方向）に第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に導入するための導入口である。前記第１のガス排出口は、下部開口部１４ａに入れられる複数のワーク１９のボンディングエリアの上方を横断する第１の方向（矢印２５ａの方向）に第１又は第２の酸化防止ガスを面状又はカーテン状に排出するための排出口である。
【００９１】
上記変形例２においても上記実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（変形例３）
上記実施形態において、２列のボンディングチップ１７が載置されたリードフレーム１８をボンディング対象のワーク１９としているのを、３列以上のボンディングチップが載置されたリードフレームをボンディング対象のワークとする。
【００９３】
上記変形例３においても上記実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
図１乃至図３又は図４及び図５に示すワイヤボンディング装置を用いて実施形態１，２の効果を確認する実験を行ったので、その実験方法及び実験結果について表１〜表３を参照しつつ説明する。なお、ワイヤボンディング装置は、リードフレーム１８にヒータープレート３を接触させる為の上下移動機構（図示せず）を備えている。
【００９５】
【表１】
【００９６】
（実験方法）
図１乃至図３又は図４及び図５に示すように、ベアカッパーリードフレームをワーククランプによってクランプし、第１乃至第３の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入し、又は、第１及び第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂに導入しながら第１又は第２の酸化防止ガスを内部中空部１４ｂから排出し、前記上下移動機構によってリードフレーム１８とヒータープレート３とを接触させ、このヒータープレート３によって３２０℃の温度で３分間加熱し、その後、ヒータープレート３を下降させてヒータープレート３とリードフレーム１８の接触を解除してヒータープレート３による加熱を停止し、２７分間放置し（この間、ヒータープレート加熱は作動しており、ヒータープレート３からのリードフレーム１８下面への酸化防止ガスの供給は行ったままとした）、その後、リードフレームを取り出して酸化の状態を判定し、その結果を表１に示した。表１において、酸化しなかったと判定されたリードフレームを「○」と記載し、酸化したと判定されたリードフレームを「×」と記載した。なお、ワイヤボンディング作業中にエアブローは行わなかった。第１乃至第３の酸化防止ガスは、窒素ガスを用いた。窒素ガスの流量は表１に示す通りとし、ガス流量を変化させた条件１〜８の実験を行った。
【００９７】
表１に示す「ＰＲＥ」、「ＭＡＩＮ」、「ＰＯＳＴ」、「ＡＲＯＵＮＤ」はベアカッパーリードフレームの下方から上方に酸化防止ガスを流すことを意味する。「ＭＡＩＮ」は、ワーククラン１４プの内部中空部１４ｂに導入する第１の酸化防止ガスの流量に相当し、「ＰＲＥ」は、レールによってベアカッパーリードフレームがワーククランプ１４の下方に搬送される一つ前の位置に導入する酸化防止ガスの流量に相当する。「ＰＯＳＴ」は、ワーククランプ１４の下方に位置するベアカッパーリードフレームがレールによって搬送される一つ後の位置に導入する酸化防止ガスの流量に相当し、「ＡＲＯＵＮＤ」は、ワーククランプ１４の内部中空部であるヒータープレート３の周囲に導入する酸化防止ガスの流量に相当する。
【００９８】
表１に示す「ＣＯＶＥＲ手前側」は、図１に示す矢印２４の方向にカーテン状に導入する第２の酸化防止ガスの流量に相当し、「ＣＯＶＥＲ奥側」は、図１に示す矢印２５の方向にカーテン状に導入する第３の酸化防止ガスの流量、又は図４に示す矢印２５ａの方向にカーテン状に排出する第１又は第２の酸化防止ガスの流量に相当する。また、表１に示す「判定」は、「○」がベアカッパーリードフレームに酸化が見られなかったことを意味し、「×」がベアカッパーリードフレームに酸化が見られたことを意味する。
【００９９】
ベアカッパーリードフレームの酸化に関しては、条件１，２，３，４，６で酸化が見られなかったことから、「ＰＲＥ」、「ＭＡＩＮ」、「ＰＯＳＴ」の流量が１Ｌ／ｍｉｎ以上で「ＡＲＯＵＮＤ」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ以上、そして「ＣＯＶＥＲ手前側」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ以上で、「ＣＯＶＥＲ奥側」の流量が噴出しでもバキューム（吸い込み）でも０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であれば、ベアカッパーリードフレームの酸化を防止する効果が得られることが確認された。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表２は、「ＰＲＥ」、「ＭＡＩＮ」及び「ＰＯＳＴ」それぞれの流量が１．０Ｌ／ｍｉｎ、「ＡＲＯＵＮＤ」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ、「ＣＯＶＥＲ手前側」及び「ＣＯＶＥＲ奥側」それぞれの流量が１．０Ｌ／ｍｉｎ（噴出し）の実験条件で、ボンディングツールによって形成されたイニシャルボール（ＩＢ）径を測定した結果を示すものである。測定数Ｎは２０である。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
表３は、条件４の実験で、ボンディングツールによって形成されたイニシャルボール（ＩＢ）径を測定した結果を示すものである。測定数Ｎは２０であり、「ＣＯＶＥＲ手前側」の流量が０．５Ｌ／ｍｉｎで、「ＣＯＶＥＲ奥側」の流量がバキュームで０．５Ｌ／ｍｉｎとした。
【０１０４】
表２及び表３によれば、Ｃｐｋが１．３３以上となり、バラツキが抑えられていることが確認された。従って、フリーエアボールの偏芯又はボール径のばらつきが発生することを抑制できることが確認された。なお、Ｃｐｋとは、一般的な生産工程能力指数の判定数値であり、この考え方は下記の通りである。
【０１０５】
Ｃｐｋ＞１．６７ 工程能力が高い
１．６７＞Ｃｐｋ＞１．３３ 工程能力はある
１．３３＞Ｃｐｋ＞１．００ 工程能力はあるが十分とはいえない
１．００＞Ｃｐｋ 工程能力不足
【符号の説明】
【０１０６】
２ａ…第１のガスカバー
２ｂ…第２のガスカバー
３，６…ヒータープレート
４，１４…ワーククランプ
４ａ…ボンディングエリア開口部
４ｂ，４ｂ…空間
５…スライドウィンドウ
５ａ…ボンディング作業用開口部
５ｂ…ティーチング用開口部
６ａ，６ｂ…ガス経路
７，１７…ボンディングチップ
８，１８…リードフレーム
９，１９…ワーク
１０…ボンディングツール（キャピラリ）
１１…撮像手段
１４ａ…下部開口部
１４ｂ…内部中空部
１４ｃ…上部開口部
１４ｄ…窪み（凹部又は溝部）
１４ｅ…内壁
１４ｆ…上面
１４ｇ…第１のガス導入口
１４ｈ…第２のガス導入口
１４ｉ，１４ｊ…空間
１４ｋ…ガス排出口
１６ａ…第１のガス経路
１６ｂ…第２のガス経路
１６ｃ…第３のガス経路
１６ｄ…第４のガス経路
２１〜２５，２５ａ…矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１乃至第３の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に第３の酸化防止ガスを導入する機構であり、前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ワーククランプは、
前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に前記第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記内部中空部に前記第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口と、を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ワーククランプは、
前記第１のガス導入口に一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に繋げられ、前記第１のガス経路に前記第２の酸化防止ガスを導入する第３のガス導入口と、
前記第２のガス導入口に一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に繋げられ、前記第２のガス経路に前記第３の酸化防止ガスを導入する第４のガス導入口と、
を具備し、
前記第３のガス導入口と前記第４のガス導入口との間に前記内部中空部が位置することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項４】
複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１及び第２の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記内部中空部から前記第２の酸化防止ガスを排出するガス排出機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて前記第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入する機構であり、
前記ガス排出機構は、
前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを排出する機構であることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ワーククランプは、
前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に前記第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための第１のガス排出口と、
を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ワーククランプは、
前記第１のガス導入口に一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に繋げられ、前記第１のガス経路に前記第２の酸化防止ガスを導入する第３のガス導入口と、
前記第１のガス排出口に一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に繋げられ、前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出する第２のガス排出口と、
を具備し、
前記第３のガス導入口と前記第２のガス排出口との間に前記内部中空部が位置することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークは、２列以上に配置されたワークであることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記加熱機構はヒータープレートを有しており、前記ヒータープレートには、前記下部開口部を通して前記内部中空部に前記第１の酸化防止ガスを供給するためのガス供給経路が設けられていることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項１】
複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１乃至第３の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に第２の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第２の方向に第３の酸化防止ガスを導入する機構であり、前記第２の方向は、前記第１の方向と逆方向であることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ワーククランプは、
前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に前記第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記内部中空部に前記第３の酸化防止ガスを導入するための第２のガス導入口と、を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ワーククランプは、
前記第１のガス導入口に一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に繋げられ、前記第１のガス経路に前記第２の酸化防止ガスを導入する第３のガス導入口と、
前記第２のガス導入口に一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に繋げられ、前記第２のガス経路に前記第３の酸化防止ガスを導入する第４のガス導入口と、
を具備し、
前記第３のガス導入口と前記第４のガス導入口との間に前記内部中空部が位置することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項４】
複数のワークを保持する保持部と、
前記複数のワークを前記保持部上に固定するワーククランプと、
前記ワーククランプに設けられた内部中空部と、
前記内部中空部に第１及び第２の酸化防止ガスを導入するガス導入機構と、
前記内部中空部から前記第２の酸化防止ガスを排出するガス排出機構と、
前記複数のワークを加熱する加熱機構と、
前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれに対してボンディング作業を前記内部中空部内で行うボンディングツールと、
を具備し、
前記ワーククランプは、
前記内部中空部の下に設けられ、前記内部中空部に前記複数のワークのボンディングエリアを入れるための下部開口部と、
前記内部中空部の上に設けられ、前記複数のワークのボンディングエリアそれぞれを露出させる上部開口部と、
前記上部開口部と前記下部開口部との間に位置する前記内部中空部の側方全体を覆う内壁と、を有し、
前記ガス導入機構は、
前記加熱機構によって前記複数のワークを加熱しながら前記ボンディングツールによってボンディング作業を行う際に、前記下部開口部を通して前記内部中空部に下方から上方に向けて前記第１の酸化防止ガスを導入し、且つ前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを導入する機構であり、
前記ガス排出機構は、
前記下部開口部に入れられた前記複数のワークのボンディングエリアの上方を横断する第１の方向に前記第２の酸化防止ガスを排出する機構であることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ワーククランプは、
前記内壁の上部に設けられ、前記内部中空部に前記第２の酸化防止ガスを導入するための第１のガス導入口と、
前記内壁の上部に設けられ、前記第１のガス導入口と対向する位置に設けられ、前記第２の酸化防止ガスを前記内部中空部から排出するための第１のガス排出口と、
を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ワーククランプは、
前記第１のガス導入口に一端が繋げられた第１のガス経路と、
前記第１のガス経路の他端に繋げられ、前記第１のガス経路に前記第２の酸化防止ガスを導入する第３のガス導入口と、
前記第１のガス排出口に一端が繋げられた第２のガス経路と、
前記第２のガス経路の他端に繋げられ、前記第２の酸化防止ガスを前記第２のガス経路から排出する第２のガス排出口と、
を具備し、
前記第３のガス導入口と前記第２のガス排出口との間に前記内部中空部が位置することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記下部開口部に入れられる前記複数のワークは、２列以上に配置されたワークであることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記加熱機構はヒータープレートを有しており、前記ヒータープレートには、前記下部開口部を通して前記内部中空部に前記第１の酸化防止ガスを供給するためのガス供給経路が設けられていることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３９１５７（Ｐ２０１２−３９１５７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３１２０（Ｐ２０１１−２５３１２０）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【分割の表示】特願２００９−１７７８５４（Ｐ２００９−１７７８５４）の分割
【原出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００１２４９５９）株式会社カイジョー (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【分割の表示】特願２００９−１７７８５４（Ｐ２００９−１７７８５４）の分割
【原出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００１２４９５９）株式会社カイジョー (83)
【Ｆターム（参考）】
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